Question

將直徑為的圓木鋸成長方體橫梁，橫截面為矩形，橫梁的強(qiáng)度同它的斷面高的平方與寬的積成正比（強(qiáng)度系數(shù)為，）．要將直徑為的圓木鋸成強(qiáng)度最大的橫梁，斷面的寬應(yīng)是____________

Answer 1

分析：據(jù)題意橫梁的強(qiáng)度同它的斷面高的平方與寬x的積成正比（強(qiáng)度系數(shù)為k，k＞0）建立起強(qiáng)度函數(shù)，求出函數(shù)的定義域，再利用求導(dǎo)的方法求出函數(shù)取到最大值時的橫斷面的值。
解答：
設(shè)斷面高為h，則h²=d²-x²，
橫梁的強(qiáng)度函數(shù)f（x）=k?xh²，
所以f（x）=kx?（d²-x²），0＜x＜d。（5分）
當(dāng)x∈（0，d）時，令f′（x）=k（d²-3x²）=0。
解得x=±（舍負(fù)）。
當(dāng)0＜x＜時，f′（x）＞0；
當(dāng)＜x＜d時，f′（x）＜0。
因此，函數(shù)f（x）在定義域（0，d）內(nèi)只有一個極大值點(diǎn)x=。
所以f（x）在x=處取最大值，就是橫梁強(qiáng)度的最大值。
即當(dāng)斷面的寬為時，橫梁的強(qiáng)度最大。
點(diǎn)評：考查據(jù)實際意義建立相關(guān)的函數(shù)，再根據(jù)函數(shù)的特征選擇求導(dǎo)的方法來求最值。